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目的:肠道益生菌是一种对宿主有益的活性微生物,可以调节肠道稳态,降低系统炎症,增强肠道屏障功能等。Akkermansiamuciniphila是近年来发现的一种新兴益生菌,具有保护肠道屏障、降低肥胖、改善胰岛素抵抗及调节机体免疫应答等作用。而A.muciniphila经过巴氏灭活后仍然具有此益生效果,且效果优于活菌。研究发现是它的外膜蛋白Amuc_1100发挥了主要作用,该蛋白可以在巴氏灭菌的温度下保持稳定,单独行使该肠道菌的益生作用。Amuc_1100表现出了潜在的应用价值,因此本研究尝试探索一种经济可行的方法生产表达Amuc_1100蛋白,并以类弹性蛋白(Elastin-like protein,ELP)作为纯化标签与目的蛋白融合表达,以期建立Amuc_1100的表达与纯化工艺。并初步探究该蛋白对代谢综合征(Metabolic syndrome,MS)小鼠的干预效果。
方法:
1)设计并合成重组质粒pET28a-Amuc__1100-ELP,转化入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中进行诱导表达,并探究诱导温度、时间及诱导剂IPTG浓度对蛋白表达量的影响;
2)采用ELP特有的可逆相变循环(inverse transition cycling,ITC)特性分离纯化重组蛋白;
3)将纯化蛋白灌胃高脂饮食小鼠(HFD-Amuc_1100),同时设置正常对照组(ND-PBS)、高脂模型对照组(HFD-PBS)及高脂模型组(HFD),连续干预8周后分析各组小鼠的体重、糖耐量、血清生化指标、皮下脂肪及肝脏病理切片等的差异。
结果:
1)利用大肠杆菌表达系统表达出了与预期相对分子质量60kDa相符的重组蛋白,在诱导条件为37℃、0.5mMIPTG浓度、诱导6h时,重组蛋白达到最高表达量,且主要以可溶形式表达;
2)经过两次ITC循环后,杂蛋白被去除,得到了高纯度的重组蛋白;
3)小鼠实验结果表明,与HFD-PBS相比,Amuc_1100显著抑制了小鼠肥胖的形成,改善了葡萄糖耐受,降低了高脂饮食小鼠血浆中ALT、AST、LDL-C及CHOI的水平,且一定程度上减少了肝脏内脂肪的蓄积。
结论:重组蛋白表达质粒pET28a-Amuc_1100-ELP构建成功,经表达、纯化后获得了高纯度且具有生物学活性的重组蛋白,本研究为Amuc_1100的工业化生产及其临床应用奠定了基础。
方法:
1)设计并合成重组质粒pET28a-Amuc__1100-ELP,转化入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中进行诱导表达,并探究诱导温度、时间及诱导剂IPTG浓度对蛋白表达量的影响;
2)采用ELP特有的可逆相变循环(inverse transition cycling,ITC)特性分离纯化重组蛋白;
3)将纯化蛋白灌胃高脂饮食小鼠(HFD-Amuc_1100),同时设置正常对照组(ND-PBS)、高脂模型对照组(HFD-PBS)及高脂模型组(HFD),连续干预8周后分析各组小鼠的体重、糖耐量、血清生化指标、皮下脂肪及肝脏病理切片等的差异。
结果:
1)利用大肠杆菌表达系统表达出了与预期相对分子质量60kDa相符的重组蛋白,在诱导条件为37℃、0.5mMIPTG浓度、诱导6h时,重组蛋白达到最高表达量,且主要以可溶形式表达;
2)经过两次ITC循环后,杂蛋白被去除,得到了高纯度的重组蛋白;
3)小鼠实验结果表明,与HFD-PBS相比,Amuc_1100显著抑制了小鼠肥胖的形成,改善了葡萄糖耐受,降低了高脂饮食小鼠血浆中ALT、AST、LDL-C及CHOI的水平,且一定程度上减少了肝脏内脂肪的蓄积。
结论:重组蛋白表达质粒pET28a-Amuc_1100-ELP构建成功,经表达、纯化后获得了高纯度且具有生物学活性的重组蛋白,本研究为Amuc_1100的工业化生产及其临床应用奠定了基础。